GPS在礦產勘查中的應用

周超波

摘 要：隨著科學技術的發展，GPS定位技術得到廣泛應用，其具有高效率、成本低、操作簡便、定位精確的特點，主要由GPS衛星及其星座、GPS信號接收機、導航電文存儲器、微處理機等部分組成，具有良好的發展前景，深受廣大測量工作者的青睞。因此，將GPS定位技術應用在礦產勘查控制測量與工程測量中，將會收到良好的效果，該文則對GPS在礦產勘查控制測量與工程測量中的應用進行探討，分析GPS技術的測量原理，結合新的技術手段進行勘查測量，使GPS技術在礦產勘查中發揮重要作用。

關鍵詞：GPS 礦產勘查 控制測量 工程測量 應用

中圖分類號：P2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（c）-0029-01

全球定位系統（Global Positioning System）簡稱GPS，由于其定位精度高，在礦產勘查控制測量與工程測量中，GPS定位技術受到地質找礦工作者的青睞，其主要由GPS衛星、地面監控站、GPS信號接收機及微處理器組成，在測站之間不需要通視，可以自動完成測量操作。

1 GPS在控制測量中的應用

1.1 GPS控制測量

根據GPS控制測量的性質劃分，可以分為外業工作（選點埋石、野外觀測、成果檢測等）和內業工作（技術設計、測量后的數據處理、測量技術總結等）兩部分。分析GPS測量的工作程序，在作業方法上，應聯測至少3個已知平面高等級點；選用的GPS接收機應經過檢校，儀器精度滿足相應等級GPS控制測量要求；在作業要求上，由于GPS控制測量可以構成多種圖形的控制網，布網靈活，可靠度、精確度比較高，比較適用于國家大地控制網、隧道測量、勘查測量及工程點測量，由于GPS測量的技術較復雜，工作要求也比較高，這就要求在滿足用戶的情況下應對測量各個階段的工作進行精心設計。

1.2 工程概述

針對某地區的銅多金屬礦產普查，受某省國土資源廳的委托，某地質隊承擔了該地區銅多金屬礦產普查的任務。資料表明，該工程測繪工作量有首級控制點測量為56個，工程點測量80個；工作區與外界交通也較為方便；在地形地貌上，呈現北低南高、東低西高等地勢，標高為30～150 m左右，中部地區地勢則較為平坦；工作區屬于典型亞熱帶氣候；測區總面積約56 km2。

1.3 測量工作技術依據和技術要求

以《全球定位系統（GPS）測量規范》和《地質礦產勘查測量規范》為技術依據，在技術要求上，平面坐標系統采用1980西安坐標系，3度帶高斯投影，投影面測區平均高程面；高程基準采用1985國家高程基準。

1.4 控制測量布網方案

在控制測量布網方案中，第一，選用D級GPS網作為測量工作區的首級平面控制，選用雙頻GPS接收機，在控制網布設過程中，采用環形網（混連式）布設的形式，確保布設的幾何結構強，具有一定的約束力；第二，由于GPS測量比較靈活，在選點工作上比較靈活，但是，對于點位的選擇，應根據收集到的相關地理資料來合理選擇適宜的點位，一般點位需設置在便于安裝接收設備、視野開闊的較高點上，確保點位地面基礎的穩定性，視場周圍15以上不應有障礙物，減少GPS信號的干擾，以保證測量結果的可靠性；第三，觀測，GPS接收機在點位上通過捕獲GPS衛星信號來獲得所需要的定位信息和觀測數據；第四，觀測記錄，選擇單頻GPS靜態接收機對該工作區進行觀測，在觀測過程中，其觀測的衛星個數應超過5個以上，時段長度必須大于45 min，采樣間隔應為5 s，從三個方位進行測量天線高，最終取平均值。

1.5 GPS數據處理

GPS數據處理，主要包括GPS接收機采集記錄、數據傳輸、預處理、基線解算、GPS網平差等流程，在整個處理處理過程中，其基線向量的解算是一個復雜的平差計算過程，基線處理完成后應對觀測值殘差分析，基線長度的精度，基線向量環閉合差的計算分析和檢核。

1.6 高程控制測量的精度

GPS觀測過程中，聯測了部分水準點（部分已知C級GPS點高程等級為III等），將起點數據與布設的點位進行高程擬合可以計算出D級控制點GPS的高程，通過水準測量驗證，擬合高程符合四等水準測量精度的要求。

2 RTK在工程測量中的應用

2.1 RTK的原理

RTK主要由GPS信號接收、實時數據傳輸及實時數據處理等三部分組成，其是根據實時差分信號，采用以載波相位測量的方式進行GPS測量，從而實時提供觀測點的三維定位結果。RTK測量的工作原理是根據GPS定位理論對基準站及移動站進行信號的同步采集，然而，在進行信號接收機載波相位測量工作的同時，基準站數據鏈會將測量出的觀測值及坐標點信息傳輸給移動站，通過移動站對接收到的數據進行實時處理后，并分析比較實測精度與預設精度，若測得的精度滿足相關標準，工作人員則將會記錄該點的精度及三維坐標。

2.2 RTK的特點

RTK的特點主要體現在誤差、整周模糊度、數據鏈、坐標系統等方面。其中，在RTK誤差方面，主要分為同測站相關的誤差、同距離相關的誤差兩類。

2.3 RTK測量的技術關鍵

第一，坐標轉換參數的計算，實時測量待測點的坐標系，這就要求需要采用GPS控制器內部設置的實時處理軟件進行計算，包括控制點精度、密度、分布狀況等轉換參數的求解；第二，基準站的布設，GPS衛星運行于距地表2 km×104 km的高空，對于RTK數據鏈的選擇，采用超高頻電磁波來提高信號接收的質量，然而，在基準站測量中，應避免電磁的干擾，減少多路徑效應的影響，從而提高數傳電臺的傳輸距離。

2.4 RTK工程測量成果

該工程測量共實施了工程點80個，為了提高工程點觀測的精度，當RTK測量完成后，采用全站儀對平面和高程進行實地檢查，通過對工程點的點位和高程中誤差進行檢查，經檢查發現，RTK的實測精度符合預設精度標準。

3 工程質量控制

在工程質量控制中，應明確崗位職責，做好檢查及驗收工作，建立質量管理控制體系，確保外業檢查及內業檢查到位，從而進行全過程的質量控制工序管理。

4 結論

在工程測量中，充分利用GPS定位技術的優勢，選用合理的GPS高程擬合模型計算機工程點的實測精度，使實測精度達到預設精度指標。

參考文獻

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